以同心套管中的內管作為傳熱組件的換熱器。兩種不同直徑的管子套在一起組成同心套管﹐每一段套管稱為“一程”﹐程的內管(傳熱管)藉U形肘管﹐而外管用短管依次連接成排﹐固定于支架上(圖中a 套管式換熱器的結構 )。熱量通過內管管壁由一種流體傳遞給另一種流體。通常﹐熱流體(A流體)由上部引入﹐而冷流體(B流體)則由下部引入。套管中外管的兩端與內管用焊接或法蘭連接。內管與U形肘管多用法蘭連接﹐便于傳熱管的清洗和增減。每程傳熱管的有效長度取4～7米。這種換熱器傳熱面積最高達18米 2﹐故適用于小容量換熱。當內外管壁溫差較大時﹐可在外管設置U形膨脹節(圖中b 套管式換熱器的結構 )或內外管間采用填料函滑動密封(圖中c 套管式換熱器的結構 )﹐以減小溫差應力。管子可用鋼﹑鑄鐵﹑陶瓷和玻璃等制成﹐若選材得當﹐它可用于腐蝕性介質的換熱。這種換熱器具有若干突出的優點﹐所以至今仍被廣泛用于石油﹑石油化工等工業部門。它的主要優點是﹕ 結構簡單﹐傳熱面積增減自如。因為它由標準構件組合而成﹐安裝時無需另外加工。

 傳熱效能高。它是一種純逆流型換熱器﹐同時還可以選取合適的截面尺寸﹐以提高流體速度﹐增大兩側流體的給熱系數﹐因此它的傳熱效果好。液-液換熱時﹐傳熱系數為 870～1750W/(m 2‧℃)。這一點特別適合于高壓﹑小流量﹑低給熱系數流體的換熱。套管式換熱器的缺點是占地面積大﹔單位傳熱面積金屬耗量多﹐約為管殼式換熱器的5倍﹔管接頭多﹐易泄漏﹔流阻大。

為增大傳熱面積﹑提高傳熱效果﹐可在內管外壁加設各種形式的翅片﹐并在內管中加設刮膜擾動裝置﹐以適應高粘度流體的換熱。